过程设备机械设计基础2-构件的受力分析E.ppt

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1、2构件的受力分析2.0.1研究背景/Background任何构件任何时候外力作用自身变形2.0.2研究对象/Object构件,刚体:任意两点间的距离保持不变2.0.3研究内容和目的/Aim1)物体平衡概念和静力平衡的基本规律；2)运用静力平衡的规律，求解未知力。2.1静力学的基本概念2.1.1力的基本概念/Concept定义:力是物体之间相互的机械作用.单位和换算：1kgf=9.8N1pound=0.4536kgf三要素:大小,方向,作用点.7/23/202122.1静力学基本概念其他概念/Ot

2、hers：等效力系合　　力平衡力系平衡状态7/23/202132.1.2静力学公理b.二力平衡公理a.二力平衡实例二力平衡实例1.二力平衡公理7/23/20214c.二力杆件2.1.2静力学公理d.作用力与反作用力定律和二力平衡公理的区别7/23/202152.加减力系公理FF推论:力的可传性7/23/202163.平行四边形法则平行四边形法则示意图7/23/202174.三力平衡汇交定律三力平衡汇交7/23/202182.2约束、约束反力和受力图约束反力：限制物体运动的力；主动力：引起物体运动

3、和运动趋势的力；被动力：由主动力的作用而引起的力约束：对于某一物体的活动起限制作用的其它物体；2.2.1约束和约束反力7/23/202192.2.2约束的基本类型约束反力的作用线沿着被拉直的柔性物体中心线且背离物体运动方向。WT1.柔性约束7/23/2021102.光滑面约束约束反力通过接触点，并沿公法线，指向与物体被阻止运动的方向相反（即恒指向被约束的物体)WN7/23/2021113.固定铰链约束约束反力的指向随杆件受力情况的不同而相应地变化。7/23/2021124.活动铰链(辊轴支座)

4、约束约束反力的指向必定垂直于支承面，并通过铰链中心。7/23/2021135.固定端约束限制物体三个方向运动，产生三个约束反力。NAX7/23/202114例1.画人口盖的受力图NxNyFWF2.2.3受力图7/23/2021152.3平面汇交力系的合成及平衡条件2.3.0平面汇交力系如果作用于刚体上的力系位于同一平面内,且汇交于一点,则成之为平面汇交力系.2.3.1平面汇交力系的合成几何法(平面四边形法)解析法(投影法)7/23/2021162.3平面汇交力系的合成及平衡条件7/23/202

5、117合力投影定理7/23/202118多个力时合力投影定理7/23/2021192.3.2平面汇交力系的平衡条件静力平衡条件两个独立的方程,求解两个未知数!7/23/202120例2求AB、BC杆的受力BNBCTWNAB7/23/2021217/23/2021222.4平面力偶的合成和平衡条件F7/23/2021232.4.1力矩与合力矩定理力矩合力矩定理平面汇交力系的合力对于平面内任意点的力矩等于各分力对于该点的力矩的代数和.7/23/202124力偶：作用在物体上一对大小相等、方向相反不

6、共作用线的平行力作用：使物体发生转动；力偶矩：力的数值与力臂的乘积M＝±F.d规定：反时针转向的力偶矩为正2.4.2力偶与力偶矩7/23/202125实质：力偶中两个力对平面上任意点的代数和；等效力偶：同一平面内,两个力偶只要M相等方向相同，即为等效力偶。7/23/2021262.4.3力偶系的合成和平衡条件力偶系的合成方法7/23/202127M1=F1d1,M2=F2d2将M2化为等效力臂为d1的等效力K2，则K2＝M2/d1合力：R＝F1＋K2合力偶：M=Rd1=M1+M27/23/202

7、1282.4.3力偶系的合成和平衡条件力偶系的合成力偶系的平衡条件7/23/2021292.5平面一般力系的合成和平衡条件2.5.1力系的平移原理2.5.0基本力系:平面汇交力系和平面力偶系7/23/2021302.5.2平面一般力系向已知点的简化根据力线平移定理,平面一般力系的各力可以平移到作用面的任意一点,从而将原力系简化为一个平面汇交力系和一个平面力偶系,该点记为C,称为简化中心.简化后的力系可以表示为7/23/2021312.5.3平面一般力系的平衡条件处理方法：将平面一般力系转化为一组

8、汇交力系和一组力偶系平衡条件：7/23/202132例3求D点的反力和BD杆的受力7/23/202133以E为支点：7/23/202134BD为二力杆7/23/202135今日作业复习:例题1思考:5,6,11,13,习题:2-11,2-12预习:第三章7/23/202136习题2-11(a)NAyNAxNBNB=7.05KN，NAX＝14.1KN，NAY=7.05KN7/23/202137三力平衡定律7/23/202138习题2-11(b)NAyNAxNBNB=10KN，NAX＝21.15KN